新能源汽車電池組溫度監(jiān)測系統(tǒng)

陳戳 陳萬培 揚州大學信息工程學院

1 總體結(jié)構(gòu)與工作原理

系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖1所示，本項目主要有溫度傳感器，STM32單片機，顯示模塊和驅(qū)動電路這幾部分組成。其中溫度傳感器主要監(jiān)測汽車電池組的溫度，把采集到的溫度通過串口發(fā)送給控制器STM32,做為本系統(tǒng)的控制器，STM32具有高性能、低成本、低功耗等特點。同時溫度會實時的顯示在液晶顯示屏上，當溫度超過事先設定的閾值時，蜂鳴器會報警及時提醒駕駛員溫度過高，以免發(fā)生火災。當新能源汽車電池溫度驟增而引發(fā)火災時，ECU會啟動滅火器，第一時間滅火降溫，保護駕駛員生命財產(chǎn)安全。滅火器驅(qū)動芯片MC33797是完全針對汽車氣囊模塊的點火診斷和開發(fā)的接口，安全性能高。具有強大的自檢功能，對電阻過小，短路，開路等故障能夠自我進行診斷，一旦發(fā)生故障及時報警，確保控制系統(tǒng)正常工作。

2 系統(tǒng)硬件設計

系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)包含STM32控制器模塊，溫度傳感器，液晶顯示屏和驅(qū)動電路模塊。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示。

2.1 STM32控制器

STM32是基于arm cortex m處理器內(nèi)核的32位閃存微控制器，集高性能，高時性，數(shù)字信號處理，低功耗，低電壓于一身。同時保持高集成度和開發(fā)簡易的特點。新能源汽車電池組溫度監(jiān)測系統(tǒng)選擇的是STM32F1系列的微控制器。這系列的微控制器滿足了工業(yè)，醫(yī)療和消費類市場的各類應用需求。同時STM32擁有3個12位的us級的A/D轉(zhuǎn)換器（16通道），A/D測量范圍為0-3.6V。并且具備雙采樣和保持能力。便于溫度傳感器的溫度采集和處理。

2.2 溫度傳感器

采用熱敏探頭，其測溫范圍寬，性能穩(wěn)定。測溫精度高，熱電偶與被測對象直接接觸，不受中間介質(zhì)的影響，對溫度變化響應快，尤其在感應接合點裸露在空氣中時，它們可在數(shù)百毫秒內(nèi)對溫度變化作出響應。并且機械強度好，運用壽命長，安裝方便快捷。

2.3 液晶顯示屏

液晶顯示屏模塊采用OLED顯示屏模塊，此模塊的顯示區(qū)域是128x64的點陣，每個點都可以自己發(fā)光，無需背光，可顯示漢字、圖案、字母等。并且支持STM32控制器使用，全屏點亮時0.08W，功耗低。直接支持3-5V直流寬電壓，無需任何修改。采用SPI或IIC通信方式，最多只要4個IO口就能驅(qū)動，IO口占用較少。

2.4 驅(qū)動電路模塊

點火系統(tǒng)采用MOTOROLA公司的四通道點火驅(qū)動芯片MC33797進行設計。驅(qū)動芯片MC33797是完全針對汽車氣囊模塊的點火診斷和開發(fā)的接口，點火啟動電流大，能夠有效預防誤觸發(fā)情況的發(fā)生，安全性能高。另外，ECU控制系統(tǒng)采用ST公司的stm32作為中央處理芯片，與從芯片MC33797采用SPI通訊，速度可達8Mbit/s。最重要的是，MC33797具有強大的自檢功能，對電阻過小，短路，開路等故障能夠自我進行診斷，一旦發(fā)生故障及時報警，確保控制系統(tǒng)正常工作。

3 結(jié)語

“電池組溫度監(jiān)測系統(tǒng)”在新能源汽車的電池附近安裝熱敏探頭，配合溫度顯示器和中央控制ECU，中央控制器可以根據(jù)傳感器的溫度及溫度坡度數(shù)據(jù)來分析判斷是否啟動滅火器的點火裝置，無需人工操作，可直接通過管道形式的滅火器滅火。并且溫度實時全程的顯示在溫度顯示器上，供司機參考，若溫度異常，系統(tǒng)會有蜂鳴器提醒。讓駕駛員安全的駕駛車輛，降低因電池溫度過高而導致汽車火災發(fā)生的概率，最大程度上減少人員傷亡及財產(chǎn)損失。由于新能源汽車的普及，電池組溫度檢測系統(tǒng)與人們的生活安全息息相關(guān)，具有較高實用性。